当前的化学工业中广泛存在大相比工况下的混合处理工艺,比如萃取富集、废水处理等过程。传统的工艺设备如萃取塔、搅拌釜等反应器由于其结构特点存在液泛、开停车稳定时间长等缺点,且普遍耗能较高。超重力反应器在流体混合方面具有优异性能,本文使用可提供高超重力环境的超高转速旋转填充床（Ultra High Speed Rotating Packed Bed,UHS-RPB）,将超重力技术与降膜混合技术耦合,结合创新的加料方式,为降低混合过程能耗、提升混合效果提供了新的设备方案。微观混合性能是反应器性能的主要评价指标之一,因此采取恰当的方法研究并提升反应器的微观混合性能是十分关键的。离集指数作为体现微观混合程度的重要参数,其计算过程需要准确的初始质子浓度。而该体系普遍采用的质子源硫酸存在解离不完全的缺点,会导致离集指数的计算结果出现误差。本论文分别在超高转速旋转填充床反应器、搅拌釜反应器、毫米通道反应器中考察不同初始质子浓度下使用高氯酸和硫酸分别作体系质子源时离集指数的变化趋势和数值差距,并通过补充硫酸初始浓度进行修正。借助修正后的碘化物-碘酸盐体系,对UHS-RPB的微观混合性能加以研究。重点探究了不同反应器部件结构、各种实验条件下离集指数XS的走势,得到反应器的微观混合时间数量级并与其他反应器进行对比。主要研究成果如下:（1）在碘化物-碘酸盐体系质子源对离集指数的影响研究中,初始质子浓度相同时,使用高氯酸作为碘化物-碘酸盐体系的质子源时得到的离集指数约为使用硫酸作为碘化物-碘酸盐体系的质子源时的1.3倍。将硫酸按照1.3倍的比例补充质子浓度后开展实验,将得到的离集指数与使用相应浓度的高氯酸作为碘化物-碘酸盐体系的质子源时得到的离集指数对比。对实验结果进行比较分析,在所有的实验浓度条件下,两者的离集指数误差均在±15%以内。（2）在微观混合性能研究中,系统考察了填料孔隙率、降膜板内壁面浸润性以及转速、液量、氢离子浓度、粘度等参数对UHS-RPB微观混合性能的影响。离集指数XS随填料孔隙率的减小呈现减小的趋势,随降膜板内壁面亲水性的增强而减小,当转子转速加快时,离集指数明显减小,液量对离集指数的影响非线性,呈现先减小后增大的趋势;氢离子浓度和粘度的增大会降低微观混合性能表现。结合本课题实验结果,UHS-RPB的微观混合时间tm范围为0.01-0.1 ms。